地球演化10-3+岩石圈板块构造演化.ppt

第十章3 岩石圈板块构造演化 第一次全球性熔融作用的结果 原始地壳和原始大气层的形成演化的第二阶段中 原始行星幔发生几乎全球范围的熔融 使原始行星壳从原始幔中分离出来 在表层出现若干岩浆洋和大量的火山活动 原始岩石圈 大规模的熔岩喷出和固结是原始地壳形成的直接方式 喷出过程中 挥发组分遗失 体积收缩 不断加热 薄壳被陨击 构造运动破坏 重新融化 再度固结 反复进行 表壳岩是地球上最古老的岩石 它门是玄武质的 这和水星 月球 火星现在表面情况相似 太古宙岩石圈1 一般状况太古宙岩石最重要的是 以花岗质 混合 岩带与绿岩带相间排列为特征 花岗质岩带 包含有老于绿岩带的基底 但经强烈的改造 也包含与绿岩系同时形成的或更晚的侵入岩 常具有穹隆状构造 绿岩带 主要为 贫钾的玄武岩 富钠的流纹岩 沉积岩 是一套中 低级变质的火山 沉积岩系 有时具有旋回性 由于缺少中性的火山岩 又称双峰系列 2 未见板块构造活动迹象 a 原因 壳太薄 太热 较软 未形成刚性块体 不能发生俯冲 在太古代的陆核之上 测得的古地磁是一致的 地表上也未见分裂 类地行星 水星以及月球之上没有板块运动的痕迹 b 对绿岩系的解释 绿岩系与蛇绿岩套并非一回事 绿岩系 成分上 贫钾富钠 构造位置代表当时地壳发育阶段所决定的一种普遍现象 蛇绿岩套 成分上 富钾贫钠 构造位置 代表岛弧环境和陆壳与洋壳分界的构造位置 c 对太古宙绿岩系与花岗质岩石间列的解释 原始地壳为硅镁质的 物质不断分异 轻物质不断上升 其密度小 聚集 经过底辟向上侵入 逐渐形成了硅铝质外壳 相当不稳定 在这些硅铝质地壳上形成断或凹陷 来自上地幔的火山熔岩和周围隆起区的沉积物充填其中 又经过多次构造运动和区域变质 形成了绿岩系与花岗质岩石间列的情况 板块构造的理论完全适用太古宙的历史A 原因 a 地球早期已存在地幔对流 地球表面冷却形成地壳时 板块运动必然开始b 绿岩带与现代边缘盆地沉积无重大区别 c 孔兹岩系是一种很特殊的石榴石 夕线石 石墨 片岩 在各大陆高级变质岩区均有分布 原岩为硅铝壳内陆棚环境的细陆碎屑和粘土质化学沉积的混杂堆积 在中太古代就存在 说明有稳定的大陆块的存在 古元古代岩石圈4 1构造分异明显 分为稳定地块和活动带 稳定地块 太古宙的陆核 在陆核之上可形成内部的克拉通盆地 在其边缘可形成稳定的大陆边缘 形成石英岩 碳酸盐岩 页岩的沉积组合 活动带 有些可能相当大陆裂谷 形成双峰式火山岩 石英岩 长石砂岩组合 或者火山岩 碎屑岩 碳酸盐岩组合 大多数在Pt1末褶皱变质 形成古老的褶皱带 有些可能相当汇聚板块边界相伴的盆地 沉积以连续分异的火山岩 硬砂岩组合 4 2这些古老的活动代 褶皱带与太古宙的构造线多不吻合 往往斜切 或者说Pt1与Ar多存在角度不整合 说明构造应力场曾发生了较强的 普遍的变化 4 3这些古老的活动代的地层多经历了不同程度的变质 强烈的变形 线形 往往构成Pt2的下伏的褶皱基底 它们与Pt2往往呈角度不整合 4 4混合岩化 花岗岩化明显减弱 4 5这一构造阶段有时称原地台形成阶段 中元古代岩石圈1在Pt1形成的一些大型的陆块上 pt2时岩石圈地壳处于更为稳定的发展阶段 1 大量的成熟分选 广泛的盖层 似盖层沉积开始 2 原地台上的盖层 似盖层不变质或轻微变质 3 这些裂陷槽大多数具有同沉积的性质 较显生代的地台区的稳定性差 4 2罗迪尼亚泛大陆A 西伯利亚东北缘与劳伦古陆西北缘相连 B 澳大利亚克拉通东缘与劳伦古陆西缘相连 C 印度东部与东南极东部相连 D 美国西部的格林威尔带与南极威德尔海东海岸相连E 波罗的 西北布列颠与东格陵兰联合 F 南美亚马逊克拉通与劳伦古陆东南缘相连 G 非洲刚果克拉通与劳伦古陆相连 H 非洲卡拉哈迪克拉通与格林威尔带相连 新元古代罗迪尼亚泛大陆的裂解和一些新大洋的形成大规模的裂谷作用 火山作用 基性岩墙侵位发生 新大洋劳伦 古大西洋 波罗的 波罗的 古乌拉尔洋 西伯利西伯利亚 古亚洲洋 华北 原特提斯洋 冈瓦纳古陆 冈瓦纳古陆澳大利亚 南极 非洲 南美 印度 作为一个整体 称为冈瓦纳古陆 作为一个整体的判别标志 A 各陆块有一个共同的发育历史 B 古大陆边缘增长 围绕着古大陆边缘发育早古生代的沉积 火山活动 岩浆活动 一般自内向外 古陆 陆表海 冒地槽 优地槽 澳大利亚 塔斯幔地槽 外南极洲地槽 罗斯造山带 南美晚古生代安底斯地槽 非洲北部 阿特拉斯地槽 阿拉伯 印度次大陆北部 南地中海地槽 早古生代古大西洋闭合与劳俄大陆的形成3 2古大西洋的演化历史Pt3罗迪尼亚泛大陆裂解 劳伦和波罗的两个大陆分离 古大西洋形成 E以洋壳扩张为主 两个对称的被动大陆边缘 O开始 沿海沉积 生物区系不同 相隔较远 S两大陆接近 碎屑沉积 生物区系差别消失 D碰撞对接 出现蛇绿岩套 之后为老红砂岩 磨拉石建造 古板块重建的依据1 古生物地理区系的变化可以说明分离与联合或运动过程的远近 2 蛇绿岩套 洋壳物质 可说明对接或接合 3 大陆边缘的发展及大陆内部发展过程的一致性可进一步说明拼合或分离 4 古地磁 北美和波罗的E以来极移曲线不重合 证明是分离的 晚古生代 原特提斯洋 古乌拉尔洋 古亚洲洋 相继闭合 海西造山带 乌拉尔造山带 兴蒙造山带形成 冈瓦纳 劳俄 西伯利亚 华北 塔里木大陆联合 潘加泛大陆形成 西部 阿巴拉契造山带 北美西部的阿巴拉契山和非洲北部的阿特拉斯山的南部 此处 原特提斯洋为一个多岛洋 岛 微型陆块或岛弧 如 皮德蒙特 卡罗莱纳等 1阿巴拉契造山带形成 两大陆拼合东部 经典的海西造山带位于俄罗斯大陆与南欧小型陆块之间 包括英国最南部 西班牙 法国中部 德国西南部 捷克波西米亚等地区 原特提斯洋C2初闭合 C2末完全闭合 海西造山带形成 古乌拉尔洋闭合乌拉尔洋位于俄罗斯大陆与哈萨克斯坦 西伯利亚大陆之间 劳 俄大陆与西伯利亚大陆在 O相隔甚远 中间存在古乌拉尔洋 两大陆在D C彼此靠近 P拼合 乌拉尔洋失 3 古亚洲洋的闭合与北亚大陆的形成C1末哈萨克斯坦与西伯利亚大陆相连 古亚洲洋北支封闭 C2末 P1初 哈萨克斯坦 准葛尔 塔里木碰撞 古亚洲洋西段闭合 P2末 蒙古地块与华北拼合 古亚洲洋南支闭合 缝合线在西拉木伦河一线 中新生代中新生代构造发展阶段称为阿尔卑斯构造阶段 可分为老阿尔卑斯 中生代 相当中国的燕山构造阶段 和新阿尔卑斯阶段 新生代 相当中国喜马拉雅构造阶段 联合古陆的解体 印度洋 大西洋的形成和发展 特提斯洋的闭和 阿尔卑斯 喜马拉雅造山带的形成与发展 太平洋火山岛弧的出现与太平洋的缩小与更新 联合古陆解体和新海洋形成T3 非洲 南美 印度出现大陆裂谷型玄武岩喷发 裂解开始J 非洲 北美之间张裂 产生中大西洋雏形 后继续加宽 南美 非洲与南极 澳大利亚 印度裂解 产生了印度洋K 非洲与南美裂解 产生了南大西洋 印度脱离南极 向北漂移北美与欧洲分离 产生了北大西洋E1 印度加速北移与欧亚碰撞 北大西洋 南大西洋加宽 2 喜马拉雅造山带巴颜喀拉 龙木错 玉树缝合带 羌塘地块 班公湖 怒江缝合带 冈底斯 念青地块 雅鲁藏布缝合带 喜山带 小喜马拉雅 尼伯尔 外喜马拉雅 1 1 羌塘地块 C P 西部 冷水生物群 冰碛岩东部 华夏植物群SD 稳定台相沉积 Pcm不是很清楚 O S在西部找到2 班公湖 怒江缝合带K1闭合 K2陆相 J K 礁滩 T3泥质复理石 玄武岩 放射虫硅质岩 蛇绿岩套3 冈底斯 念青地块Mz 正常海相沉积 K见T P N北方大陆动物群 C P 2000m沉积 少量火山岩 冷水动物群 O D 3500M 台相4 雅鲁藏布缝合带E2 末期抬升 闭合E1 货币虫灰岩J 复理石沉积T3 蛇绿岩C 基性火山岩5 喜山带 N1上升Mz5500M沉积 C P冰碛岩O D台相 西部太平洋及环太平洋带J2末 库拉 太平洋板块向N快速运动 燕山运动1幕 左旋压扭型变形 逆冲断裂 大规模花岗岩 J3 K1 库拉 太平洋板块NNW方向俯冲 东亚大面积裂陷盆地 K2 库拉板块消失 太平洋板块NNW俯冲 日本英安岩 岛弧出现 E 出现沟 弧 盆体系 渤海盆地 贝加尔湖 东海盆地等裂解 引张环境 N 太平洋板块与亚洲大陆垂直俯冲 即NWW向 出现坳陷盆地 松辽 华北 苏北 江汉 日本海 冲绳海 南海等 弧后扩张 东部太平洋及环太平洋带现今的东太平洋中脊直抵北美大陆西岸 中生代以来的法拉隆 太平洋板快已经全部或大部分消减掉了 构造的历史分析只能从科第勒拉造山带Cordillera获得 4期构造岩浆事件 主要为 E K2 拉拉米运动 全区褶皱变形K1 J3 1 44 内华达运动 法拉隆板快 北美大陆板快区域地质分为 稳定的克拉通遭受变动的克拉通外来地体增生带 固定论 大陆的位置是